Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin …eprints.ulm.ac.id/623/1/KE-43.pdf · PIPA...

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin XIV (SNTTM XIV)Banjarmasin, 7-8 Oktober 2015

KE-43

PENGGUNAAN SOLAR COLLECTOR SEBAGAI PEMANAS AWAL DANPIPA KONDENSAT SEBAGAI HEAT RECOVERY PADA BASIN SOLAR

STILL UNTUK MENINGKATKAN EFISIENSI

M. Syafwansyah Effendi1,a*, Noor Rahman2,b, Ahmad Hendrawan3,c

1Jl. Veteran Komplek Pengambangan Indah Blok C No.14 Banjarmasin Indonesia2Jl. Simpang Tangga, Komplek Bumi Indah Lestari 4 No. 29 Banjarmasin Indonesia3Jl. Simpang Tangga Komplek Bumi Indah Lestari 4 No. 25 Banjarmasin Indonesia

[email protected] , [email protected], [email protected]

AbstrakJumlah populasi pendudukan di dunia terus bertambah, sehingga kebutuhan air bersih terusmeningkat pula. Walaupun kita ketahui bahwa air menutupi sekitar tiga perempat permukaan bumi,dan hanya 3% yang merupakan air bersih dari berbagai sumber air, dan itupun tidak semua darijumlah tersebut layak untuk diminum. Salah satu pilihan solusi yang murah dan ramah lingkunganuntuk mengatasi permasalan ini adalah dengan memanfaatan sumber daya alternatif energi matahariuntuk memproduksi air tawar dengan menggunakan destilator tenaga surya. Hal ini karena distilatortenaga surya merupakan sebuah alat penyulingan sederhana, murah dan mudah dibuat. Teknologidistilator ini salah satunya adalah basin type solar still dimana hanya menggunakan bagian bawahkaca penutup sebagai media kondensasi. Berdasarkan kajian dari penelitian-penelitian terdahulustate of art atau permasalahan yang mendasar dari semua pengembangan basin solar still ini adalahbagaimana memperbaiki kinerjanya berupa peningkatan efisiensi dari basin type solar still tersebut.Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruhnya dari penambahan Solar Collectorsebagai pemanas awal dan pipa kondensat sebagai Heat Recovery pada Single basin solar stillterhadap peningkatan efesiensi dari distilator. Metode penelitian yang digunakan adalaheksperemen dengan menguji kedua prototipe yang menggunakan pemanas awal dan pipa kondensatserta yang tidak sebagai pembanding. Variabel data yang diuji dengan statistik adalah temperaturyang terukur di bawah heat absorber yang kemudian diolah dengan uji statistik t-Test PairedSample for Means. Hasil yang didapat adalah terjadi adalah terjadi perbedaan yang siginifikansecara statistik dari rata-rata temperatur kedua basin yang mana berbanding lurus terhadappeningkatan efisiensi dari kedua basin. Hasil perhitungan efisiensi yang didapatkan untuk yangmenggunakan pemanas awal dan pipa kondensat sebesar 60,675% dan yang tidak menggunakanpemanas awal dan pipa kondensat sebesar 33,268%.

Kata kunci : Pemanas awal, Solar Collector, Pipa Kondensat, Single basin Solar Still, Efisiensi

Pendahuluan

Laju konsumsi air bersih di duniameningkat dua kali lipat setiap 20 tahun,melebihi dua kali laju pertumbuhan manusia.Beberapa pihak memperhitungkan bahwapada tahun 2025, permintaan air bersih akanmelebihi persediaan hingga mencapai 56%[19]. Di sisi lain, pencemaran air permukaan(sungai dan danau) yang disebabkan olehlimbah industri dan pertanian serta limbah

domestic dalam jumlah besar membatasiketersediaan sumber air bersih[10]

Sumber air yang secara kuantitas tidakterbatas adalah air laut, namun kualitasnyasangat buruk karena mengandung kadargaram atau TDS (Total Dissolved Solid)sangat tinggi[23]. Untuk mengatasi masalahtersebut, salah satu caranya adalah denganmenerapkan teknologi pengolahan air laut.Proses pengolahan air laut menjadi air tawartersebut dikenal sebagai proses desalinasi[7].


KE-43

Seluruh proses desalinasi jelasmemerlukan energi untuk menyisihkan garamdari air laut. Jika desalinasi dilakukan denganteknologi konvensional akan memerlukanpembakaran bahan bakar fosil dalam jumlahbesar (produksi air bersih sebesar 1000m3/harimemerlukan 10.000 ton minyak per tahun),sementara ketersediaan bahan bakar tersebutsemakin berkurang, maka diperlukan sumberenergi lain, salah satunya adalah pemurnianair laut dengan tenaga matahari [24]. Hal inididasari bahwa tenaga matahari merupakanrenewable energy (energi terbarukan), aman,gratis, dan bebas polusi (tanpa emisi CO2).Tenaga matahari merupakan solusi yangmenjanjikan untuk menghemat biaya. Selainitu, Indonesia merupakan Negara yangmemiliki intensitas matahari yang berlimpah,yaitu rata-rata 4,8 kWh/m2.har [4].

Jumlah populasi pendudukan di duniaterus bertambah, sehingga kebutuhan airbersih terus meningkat pula. Walaupun kitaketahui bahwa air menutupi sekitar tigaperempat permukaan bumi, dan hanya 3%yang merupakan aiar bersih dari berbagaisumber air, dan itupun tidak semua darijumlah tersebut layak untuk diminum [2] .

Selanjutnya menurut prediksi BadanPusat Statistik (BPS) bahwa pada 2015jumlah penduduk Indonesia melonjakmenjadi 247,5 juta jiwa. Pertambahanpenduduk tersebut berbanding lurus dengankebutuhan air, dan diprediksi menjadi 9.391miliar m3 atau naik 47 persen dari tahun2000. Padahal ketersediaan air cenderungmenurun setiap tahunnya, salah satu kasusdidaerah padat penduduk (Pulau Jawa),ketersediaan air hanya 1.750 m3 per kapitaper tahun, jauh di bawah standar kecukupanyaitu 2.000 m3 per kapita per tahun.Permasalahan ini apabila tidakditanggulangi dipastikan Indonesia akanmengalami kelangkaan air bersih pada2015. Diperkirakan ketersediaan air padatahun tersebut hanya 1.200 m3 per kapitaper tahun [3]

Review Beberapa Penelitian SebelumnyaJackson dan Van Bavel [14]

mengusulkan suatu peralatan penyulingansederhana, terdiri dari rangka kayu segi empat

yang bagian samping dan atasnya ditutupdengan kaca. Permukaan tanah merupakandasar dari peralatan, dengan demikianperalatan dapat digunakan di atas tanah yangbasah akibat hujan serta air buangan. Hasilmaksimum yang didapat dari peralatan inihanya 1,5 liter/m2/hari.

Lawrence dan Tiwari [15] meneliti, adafaktor yang sangat berpengaruh pada jumlahintensitas radiasi matahari, yaitu letakgeografis suatu tempat. Tidak semua tempatdi suatu wilayah memiliki intensitas radiasimatahari yang sama.

Delyanis dan Belessiotis [8]mengemukakan salah satu alasan utama yangmelatar belakangi rendahnya efisiensi solarstiil (peralatan pemurnian air tenaga surya)karena sekitar 30-40% adalah kehilanganpanas laten kondensasi kelingkungan danpanas laten yang terbuang oleh kondensat.

Sudjito [20] meneliti pentingnyapenggunaan heat-absorber (media penyerapdan penyimpan panas) radiasi matahari padasolar still yang berfungsi merubah energigelombang elektromagnetik radiasi mataharimenjadi energi panas untuk penguapan airlaut.

Nita & Sudjito [18] menambahkanbahan batu kerikil diameter 1 cm sebagai heatabsorber, dari hasil pengamatan diperolehbahwa adanya batu kerikil akan menambahluas permukaan penguapan dan pemantulanradiasi matahari secara acak. Selain itu akanmenambah volume penyimpanan energi panasoleh solar still.

Jaster [13] melakukan suatu penelitiandengan mengkondisikan temperatur kacapenutup dengan cara mengalirkan air secaraberkala dan kontinyu di permukaan kacapenutup sampai temperatur terendah yaitu37oC dengan peningkatan efisiensi 68,66%.

Handoyo [11], penelitian yangdilakukkan adalah mengenai pengaruh jarakkaca dan heat absorber terhadap panas yangditerima solar still. Dalam penelitiannya ini,radiasi matahari terbesar yang mampuditeruskan adalah pada jarak kaca dengan heatabsorber sejauh 20 cm.

Hermawan dkk [12] Melakukanpenelitian guna memecahkan permasalahanpenyediaan air tawar (air bersih) di kawasan


KE-43

pesisir, yang dalam penelitian ini lokasidilakukan di kawasan Pantai ParanggupitoKabupaten Wonogiri, melalui proses destilasiair laut menjadi air tawar denganmenggunakan energi panas yang berasal darienergi surya dan pembakaran sekam padi.Bahan baku yang digunakan dalam penelitianini adalah kerikil, pasir laut dan arang,sementara peralatan utama yang digunakandalam penelitian ini adalah distilatorbersistem kolektor pelat datar dengan bahankolektor divariasi dengan tiga material(kerikil, pasir laut, arang). Hasil penelitianmenunjukkan bahwa desain distilator air lautterbaik sesuai hasil penelitian adalah distilatordengan kolektor panas terbuat dari arang dandengan sistem 2 lapis kaca bertenaga surya,dimana dengan distilator ini dapatmenghasilkan uap air 9,58 % sampai dengan53,3 % dari air laut umpan dan mampumengembunkan 16,3 % sampai dengan 42,1% potensi uap air tersebut.

Taufik Akhirudin [22] melakukanpenelitian dengan tujuan mengetahui danmembandingkan produktivitas dari tiga desainalat distilator air laut berbasis tenaga surya,menentukan produktivitas terbaik dari tigadesain alat distilator berbasis tenaga surya,menentukan faktor-faktor yangmempengaruhi produktivitas alat, mengetahuikualitas air yang dihasilkan dari proses kerjaalat destilasi air laut berbasis tenaga surya.Hasil yang didapatkan adalah Kualitas airyang dihasilkan memiliki salinitas nol,parameter warna 0,432-0,787 Unit PtCo,kekeruhan 0,4-2,0 NTU, nilai pH 7,8-8,2, rasatawar (normal) dan bau normal (tidak berbau).Hasil uji kualitas air telah memenuhi syaratstandar air minum menurut SNI 01-3553-1996.

Agus Mulyono [1], melakukan penelitiantentang Karakteristik Basin Still denganPenurunan Tekanan Ruang Basin padaDestilasi Air Laut Tenaga Matahari. Tujuanpenelitian ini untuk mengetahui produktivitasdan efisiensi basin still terhadap perubahantekanan ruang basin dalam menghasilkan airbersih. Tiga basin still dengan dimensi dankondisi yang sama, dengan tekanan padaruang basin still adalah 1 bar, 0,9 bar dan 0,8bar. Basin still mempunyai luasan sebesar

0,125 m2, dengan penutup terbuat dari kacabening dengan tebal 5 mm yang membentuksudut 170 terhadap dasar. Hasil penelitianmenunjukkan bahwa basin still yangmempunyai tekanan kurang dari 1 bar akanmeningkatkan produksi air bersih. Untuktekanan 1 bar menghasilkan air bersih 2384mililiter/m2 dengan effisiensi 33,91%,tekanan 0,9 bar menghasilkan air bersih 2592mililiter/m2 dengan effisiensi 39,72% dantekanan 0,8 bar menghasilkan 2736mililiter/m2 dengan effisiensi 42,49%.

Muharsono [17], melakukan penelitiantentang perbedaan Jenis Bahan Alat DestilasiAir Laut Terhadap Jumlah Air yangdihasilkan. Dalam hal ini menggunakan bahanalat yang berbeda yaitu bahan aluminium dankaca, apakah ada perbedaan hasil antara juajenis bahan tersebut untuk menghasilkan airtawar dari air laut. Lokasi penelitian dikelurahan Tambakharjo kecamatan SemarangBarat. Hasil penelitian ternyata bahan bakualat destilasi berpengaruh terhadap hasildestilasi. Ada perbedaan hasil antara dua jenisbahan aluminium dan kaca, bahan darialuminium menghasilkan air lebih banyakdaripada kaca.

Mulayanet [16] melakukan penelitian padadistilator basin type solar still dengan tujuanuntuk menentukan tipe kaca penutup kolektoryang sesuai untuk dipasang pada peralatandestilasi air laut jenis tersebut. Dari hasilpenelitiannya didapatkan bahwa tipe penutupkolektor plat datar tipe dua permukaan miringmenghasilkan kondensat terbanyak sebesari255 ml/jam dengan intensitas surya tertinggi757,37 W/m2.

Ketut Astawa [4] mengembangkan basintype solar still dengan kaca penutup kolektorplat datar tipe satu permukaan miring denganmenambahkan pada solar still tersebut pipakondensat dengan tujuan untuk meningkatkanefisiensi dari distilator tersebut. Dari hasilpenelitiannya didapatkan bahwa terjadipeningkatan efisiensi sebesar 46,1%.

Identifikasi dan Rumusan MasalahKebutuhan air minum adalah mutlak bagi

kehidupan masyarakat. Air adalah nutrisipaling utama bagi manusia. Sekitar 70% berattubuh manusia sehat berupa air. Untuk bisa


KE-43

bertahan hidup, maka setiap manusia wajibmengonsumsi dua liter air minum setiap hari.Tubuh yang kekurangan cairan disebutdehidrasi dan bisa mengakibatkan kematian.Namun, seiring meningkatnya populasi,konsumsi air minum pun meningkat pula.Padahal, kuantitas air minum yangdikategorikan layak dikonsumsi manusiaterbatas. Sekitar 99,3% air di dunia berupa airlaut dan hanya 0,7% yang berupa air tawar.Bahkan, kuantitasnya tampak kian berkurang.Krisis air bersih kerap terjadi di berbagaitempat di Indonesia. Tidak hanya di daerahperkotaan, tetapi juga di daerah-daerahterpencil [9].

Melimpah ruahnya tenaga matahari yangterus memancar di seluruh Indonesia tak perlumenimbulkan rasa khawatir bahwa Indonesiaakan kehabisan energi dan harus mengimpordari negara lain. Persediaan alamiah energipanas matahari yang sustainable telah lebihdari cukup jika dimanfaatkan secara maksimal[21].

Salah satu bentuk pemanfaatan sumberdaya alternatif adalah upaya memanfatkanenergi solar untuk memproduksi air tawarmenggunakan destilator tenaga surya.Destilator tenaga surya merupakan sebuahalat penyulingan sederhana, murah danmudah dibuat. Tetapi informasi tentangefisiensi dan performance (unjuk kerja) alatini nyaris tidak tersedia. Di beberapa tempat,destilator tenaga surya dapat menghasilkan airminum (portable water) dengan biaya yangkompetitif dibanding dengan metodekonvensional. Kemampuan destilator jenis inidalam mengahasilkan air minum banyakdipengaruhi oleh intensitas sinar matahari,temperatur, ukuran luas ruang pemanas danmodel/ desain [5].

Wilayah Indonesia, secara rata-ratamendapatkan penyinaran matahari setaradengan 4,8 kWh per meter persegi. Dikatakanbahwa teknik penyulingan denganmenggunakan energi sinar mataharimengakibatkan tidak adanya biaya bahanbakar, tidak ada polusi, tidak bersuara, hanyamenghasilkan kristal garam sebagai sisaproses, dan sekaligus ramah lingkungan.“Selain cocok untuk kepentingan air minummasyarakat pesisir atau pulau terpencil,

teknologi ini juga menghasilkan air murniyang sangat dibutuhkan sebagai bahan bakuindustri [9]

Berdasarkan hal tersebut di atas dankajian-kajian penelitian-penelitian terdahuluyang berkaitan dengan pengembangandistilator basin type solar still state of art daripermasalahan mendasar adalah bagaimanameningkatkan efisiensi setinggi mungkin daridestilator ini. Sehingga ini cukup menarikuntuk melanjutkan dan mengembangkanpenelitian-penelitian yang telah dilakukanpada distilator basin type solar still untukmeningkatkan efisiensinya. Untuk inidilakukan kajian pengaruh penambahan pipakondensat sebagai heat rocorvery dankolektor surya sebagai pemanas awal terhadapkenaikan efisiensinya,

Tujuan PenelitianTujuan dari penelitian ini adalah untuk

menguji penambahan Solar Collector sebagaipemanas awal dan pipa kondensat sebagaiHeat Recorvery pada Single basin solar stillterhadap efektivitas peningkatan produktivitaskondensat serta efesiensi dari distilator.Diharapkan terjadi peningkatan yang lebihbesar produktivitas kondensat sertaefisiensinya

Desain Prototipe

Gambar 1. Desain prototipe destilator


KE-43

Distilator surya terbuat dari kacatransparan dengan tebal 5mm, baik alas,dinding, dan tutup bagian atas. Dimensidistilator surya, panjang 120 cm, lebar 70 cm,tinggi depan 20 cm, dan tinggi belakang 56cm dengan kemiringan tutup atas 17°. Heatabsorber / penyerap panas terbuat dari plataluminium dengan ketebalan 1 mm denganpanjang 120 cm, lebar 70 cm dan dilubangidengan jarak 2 cm dengan diameter lubang 3mm. Heat recovery pipe / pipa kondensatterbuat dari pipa tembaga dengan diameter2,54 cm dengan panjang efektif 8,45 m dandibentuk zig-zag yang berfungsi untukmemanaskan air laut di bawah Heat Absorberdan menjaga tempertaur air laut di atas heatabsorber dari proses kondensasi pada pipa.Preheater / pemanas awal air terbuat daripipa tembaga dengan diameter 2,54 cmdengan panjang efektif 5,64 m dibentukvertikal berjajar dan bagian bawah dilapisidengan plat aluminium tebal 1 mm denganpanjang 50 cm dan lebar 50 cm. Sedangakanuntuk wadah preheater adalah kaca transparantebal 5 mm dengan panjang 70 cm, lebar 50cm, dan tinggi 45 cm. Isolasi untuk dindingdan alas preheater maupun distilator terbuatdari styrofoam tebal 2 cm dan dilapis triplekdengan tebal 3 mm. Meja untuk distilatorterbuat dari kayu dengan tinggi 30 cm,panjang 130 cm, dan lebar 80 cm. Sedangkanuntuk preheater dengan tinggi 70 cm, panjang80 cm, dan lebar 60 cm.

Pengujian dan Pengolahan DataPelaksanaan pengujian dilakukan pukul

10.00 sampai dengan 17.00 WITA,pengambilan waktu pengujian ini untukmengetahui pengaruh intensitas radiasimatahari dalam satu hari terhadap unjuk kerjasolar still, sehingga hasilnya dalam bentukgrafik akan dapat diketehui bagaiman solarstill dapat bekerja dengan maksimalberdasarkan intensitas radiasi mataharai saatitu. Pengujian dilakukan secara bersamaanantara basin still yang menggunakan pipakondensat dan solar collector dengan yangtidak menggunakan hal ini bertujuan untukmembandingkan secara langsung padakondisi yang sama terhadap efisiensi dan hasilproduksi air bersih yang dihasilkan oleh

masing-masing solar still. Sedangkan produkair bersih yang dihasilkan oleh masing-masing alat juga diukur pada keesokan pagikarena pada saat malam hari prosespengembunan masih terjadi. Pengujiandilakukan pada kondisi cuaca sepenuhnyaterik tidak berawan. Pengukuran dilakukantiap 15 menit meliputi1. Temperatur kaca tutup atas2. Temperatur air di atas heat absorber3. Temperatur air di bawah heat absorber4. Temperatur heat recovery pipe / pipa

kondensat5. Radiasi matahari

Pengolahan data dengan mengunakanuji T (SPSS) membandingkan perbedaanbeberapa variabel yang terukur prototipedengan penambahan solar collector dan pipakondensat dengan tanpa penambahan solarcollector dan pipa kondensat

Proses Pengujian PrototipPreheater diletakkan di bagian belakang

bak distilator dengan meja lebih tinggi daribak distilator, preheater berfungsi untukmeningkatkan suhu air baku sebelumdialirkan ke dalam bak distilator. Suhu airyang keluar dari preheater setelah dijemurmencapai 48°C. Distilator diletakkan di atasmeja yang lebih rendah dari preheatersehingga perbedaan ketinggian akanmenyebabkan air mengalir dari preheater kedistilator.

Selain itu meja juga berfungsi untukmemudahkan saat penyetelan permukaan airbaku agar permukaan rata. Setelah kerandibuka air yang sudah dipanaskan padapreheater akan mengalir ke bak distilator, isiair sampai heat absorber terendam. Pengujiandilakukan pada kondisi cuaca sepenuhnyaterik tidak berawan. Pengujian dilakukansecara bersamaan antara distilator surya yangmenggunakan heat recovery pipe danpreheater dengan distilator yang tidakmenggunakan keduanya. Setiap 15 menitvariabel yang diukur meliputi temperatur kacatutup atas, temperatur air di atas heatabsorber, temperatur air di bawah heatabsorber, temperatur heat recovery pipe /pipa kondensat dan radiasi matahari


KE-43

Gambar 2 Proses Ujicoba

Gambar 3. Proses Kondensasi

Gambar 4. Proses Pengukuran

Kemudian produk hasil penguapan diukurvolumenya dengan menggunakan botol ukursehingga bisa dianalisa hasil produktivitaskondensat terhadap perbedaan temperaturpada kedua distilator yang diuji coba

Grafik Hasil Pengujian Basin Solar StilYang Dilengkapi Preheater

Gambar 5 Grafik hubungan antara temperaturdengan radiasi pada basin yang dilengkapidengan Preheater dan Heat Recorvery

Analisa Perbandingan Hasil PengujianBasin

Gambar 6 Grafik Perbandingan TemperaturAir di atas Absorber Pada Hari Pertama

Gambar 7 Grafik Perbandingan TemperaturAir di bawah absorber Pada Hari Pertama

Gambar 8. Grafik Perbandingan Temperaturheat absorber Pada Hari Pertama


KE-43

Dari gambaran hasil grafik perbandingan diatas, terlihat bahwa temperatur air di bawahheat absorber (gambar 8) pada solar still yangmenggunakan pipa kondensat dan preheaterlebih tinggi daripada temperatur dari basinsolar still yang tanpa pipa kondensat danpreheater.garis warna hijau. Temperatur airbawah absorber hampir seirama dengantemperatur pipa kondensat (garis merah),yang selama kondesasi ada kecederunganmelepaskan panas. Dan hal ini juga ditambahdengan air yang masuk ke dalam basin sudahdipanaskan lebih dahulu

Analisis Statistik Perbandingan Rata-rataAnallisis statistik perbandingan rata-rata

dengan uji t sampel berpasangan. Pengujianini dilakukan karena pada penelitian inidengan teknik eksperimen di mana satusampel diberi perlakuan tertentu kemudiandibandingan dengan kondisi sampel sebelumadanya perlakuan. Dalam hal ini varabel yangdi uji statistik adalah temperatur air padabagian bawah absorber, dengan alasan karenaberhubungan dengan kondisi peningkatan danmempetahankan panas air pada basin solarstill. Data yang diuji adalah sebagai berikut :

Tabel. 1. Tabel Perbandingan TemperaturBagian Bawah Heat Absorber

Jam Tanpa Preheater &Heat Recovery

Dengan Preheater& Heat Recorvery

10:00 27 2410:15 28 2410:30 29 2510:45 30 2811:00 29 2911:15 30 3011:30 32 3111:45 29 3012:00 30 3212:15 31 3212:30 31 3212:45 32 3513:00 32 3513:15 34 3713:30 34 3713:45 35 3814:00 35 3714:15 35 3814:30 36 3814:45 35 3915:00 36 39

15:15 36 3915:30 36 4015:45 36 4116:00 34 4116:15 32 4116:30 30 4116:45 30 4117:00 30 40

Pengujian ini dengan uji sampel berpas angandengan level kepercayaan yang digunakanadalah 95%. Rumusan hipotesis null danalternatif adalah sebagai berikut :Ho: µ1 = µ2 atau µ1 - µ2 = 0Ha: µ1 ≠ µ2 atau µ1 - µ2 ≠ 0

Menerima Ho jika t hitung lebil kecol dari ttabel dan menolah Ho jika t hitung lebih besardari t tabel. Berdasarkan pada t tabel denganalpha 5% uji dua arah atau 2,5% Hasil outputSPSS adalah seperti yang disajikan pada tabel2, 3 dan 4.

Dari hasil tersebut diatas terlihat bahwarata-rata temperatur air di bawah absorbertanpa PreHeater & Heat Recovery 32,2069dengan deviasi standar 2,80789 dan denganPreheater & Heat Rocovery 34,9655 dengandeviasi standar 5,46732. Hasil korelasimenunjukkan nilai sebesar 0,717 dengansignifikansi 0,000 yang berarti ada hubunganerat antar sampel atau korelasi sangatsignifikan secara statitstik. Rata-rataperbedaan temperatur bawah absorber antarayang dilengkapai dengan Preheater & HeatRecovery serta yang tidak adalah -2, 75862,dengan diviasi standar sebesar 3,97002. Hasilperhitungan t statistik menghasilkan nilaisebesar 3,74 dengan signifikansi 0,001

Dengan hasil signifikansi sebesar 0,001bisa diambil keputusan untuk menolak Ho

karena level signifikansinya lebil kecil darialpha (0,025). Hasil t hiutng -3,742 lebih kecildari t tabel 2,048. Dengan hasil tersebut bisadisimpulkan bahwa perbedaan dalampenambahan Preheater & Heat Recoverymenyebabkan perbedaan dalam peningkatantemperatur bawah absorber yang berarti jugaberbanding lurus ada perbedaan dalamefisiensi dari basin.

Tabel 2 Paired Sample Statistics


KE-43

Mean N Std. Deviation Std. Error Mean

Pair 1 Tanpa PreHeater & HeatRecorvery

32,2069 29 2,80789 ,52141

Dilengkapai PreHeater &Heat eryRecorv

34,9655 29 5,46732 1,01526

Tabel 3. Paired Sample Correlations

N Correlation Sig.Pair 1 Tanpa PreHeater & Heat

Recorvery & DilengkapaiPreHeater & HeateryRecorv

29 ,717 ,000

Tabel 4 Paired Sample Test

Perbandingan Besaran Efisiensi HarianKedua Prototipe

Efisiensi dihitung dengan persamaan, bisamenggunakan persamaan yang telahdikembangkan oleh Beckman dan Duffie [6]:

.................(1)

mD: Laju alir massa hasil destilat perhari (kg)hfg: Panas laten penguapan rata-rata air bagianatas (kJ/m2)G: Radiasi matahari total per hari (kJ/m2)A: Luas permukaan basin (m2)

Tabel 5. Hasil perhitumgam efesiensi rata-rata destilator tanpa pipa kondensat dan preheaterNo Tanggal Uji hfg Md (kg) A Gr (kJ/m2) n1. 04-Jul-15 2.574,06 1,5 0,84 12441 36,946692. 05-Jul-15 2.570,56 1,2 0,84 12411 29,58853

33,26761

Tabel 6. Hasil perhitumgam efesiensi rata-rata destilator dengan pipa kondensat dan preheater

No Tanggal Uji hg (kJ/kg)Mo (kg)

A (m2) Gr(W/m2) n (%)

HRC Kondensat Total1. 04-Jul-15 2.561,81 0,2 2,4 2,6 0,84 12441 63,736132. 05-Jul-15 2.562,81 0,2 2,15 2,35 0,84 12411 57,76945

60,75279

KesimpulanEfisiensi tertinggi dengan penggunaan pipa

kondensat dalam basin type solar still sebesar60,75279% sedangkan efisiensi tertinggi padabasin type solar still tanpa menggunakan pipakondensat sebesar 33,26761% jadi terjadipeningkatan efisiensi peralatan sebesar54,759%. Peningkatan ini akibat adanya

penambahan jumlah produksi air bersih daripipa kondensat.

Ucapan Terima KasihUcapan terima kasih kepada Direktorat

Penelitian dan Pengabdian KepadaMasyarakat Direktorat Jenderal PendidikanTinggi Kementerian Reset Teknologi danPendidikan Tinggi, serta Pusat Penelitian dan

Paired Differences

t dfSig. (2-tailed)Mean

Std.Deviation

Std. ErrorMean

95% Confidence Interval of the DifferenceLower Upper

Pair 1 Tanpa PreHeater & Heat Recorvery -Dilengkapai PreHeater & Heat eryRecorv

-2,75862 3,97002 ,73721 -4,26874 -1,24850 -3,742 28 ,001


KE-43

Pengabdian Pada Masyarakat PoliteknikNegeri Banjarmasin

Referensi[1] Agus Mulyono, Karakteristik Basin Still

Dengan Penurunan Tekanan RuangBasin Pada Destilasi Air Laut TenagaMatahari, Universitas Brawijaya,Malang, 2006 ,

[2] Al-Kharabsheh S. D., Yogi Goswami,Analysis of an Inovative WaterDesalination System Using Low-GradeSolar Heat, Solar Energy andConversion Laboratory, Mechanicaland Aerospace EngineeringDapartment, University of Florida,2003,

[3] Agustiar, D.R., Indonesia TerancamKekurangan Air Bersih, Tempointeraktif.com,http://www.tempointeraktif.com 12Februari 2012, 2007,

[4] Astawa Ketut, Pengaruh PenggunaanPipa Kondensat Sebagai HeatRecorvery Pada Basin Type Solar StillTerhadap Efisiensi, Jurnal IlmiahTeknik Mesin Cakram, Vol 2, No.1, pp34-41, 2008,

[5] Brinkworth, BJ , Solar energy for man,Comton Press, 1976,

[6] Beckman, W.A and Duffie, J. A., SolarEngineering of Thermal Processes,Wiley, New York. 1991,

[7] Deng, R., Xie, L., Lin, H., Liu, J., Han,W, Integration of Thermal Energy andSeawater Desalination. Energy 36(2010) pp 4368-4374,

[8] Delyanis, E dan Belessiotis V., SolarEnergy and Desalination, Advances inSolar Energy, An Annual Review ofResearch and Depolepment. D.Y.Goswami, Ed., Vol 14, Amerecan SolarEnergy Society, Boulder Clorado, 2001,

[9] Fadjar Adrianto dan Arif Hatta, AlatDestilasi Air Laut: Mengolah Air LautMenjadi Air Minum http://www.wartaekonomi.co.id, Maret, 25, 2010, 2009,.

[10] Fath, H.E.S., Elsherbiny, S.M., Hassan,A.A., Rommel, M., Wieghaus, M.,Koschikowski, J., Vatansever, M. PVand Thermally Driven Small Scale,

Stand Alone Solar Desalination Systemswith Very Low Maintenance Needs.Desalination 225 (2008) pp 58-69.2008.

[11] Handoyo A.E., Pengaruh Jarak Kaca keHeat Absorber Terhadap Panas yangditerima Suatu Heat Absorber, JurnalTeknik Mesin Universita Kristen Petra,Vol 4, No.1. 2002,

[12] Hermawan, Dwi Aries, Supriyadi,Destilasi air laut menjadi air tawaardengan memanfaatkan energi surya danpembakaran sekam padi diParanggupito Kabupaten Wonogiri.http://www.lppm.uns.ac.id, 25Feb,2010, 2009,

[13] Jaster B.H., Analisis dan Riset OptimasiTemperatur Kaca Penutup Solar Still,Jurnal Ilmu-ilmu Teknik UniversitasBrawijaya Malang, 2002,

[14] Jackson R.R., Van Bavel C.H.M., SolarDistillation of Water from Soil andPlant Material, a Simple DesertSurvival Tecnique Science, 149,Holand, 1965,

[15] Lawrence S.A., Tiwari, GN,. TheoricalEvaluation of Solar Distillation UnderNatural Circulation with HeatExchanger, Energy Convention.Management America, 1990,

[16] Mulyanet, Sistem Distgilasi Air LautTenaga Surya Menggunakan KolektorPlat Datar Dengan Tipe Kaca PenutupMiring, http://noviwidi.blog.uns.ac.id/files/2010/05/sistem_distilasi_air_laut_tenaga_surya_menggunakan_kolektor_plat_.pdf , 15 Mei 2010. 2006 ,

[17] Muharsono, Perbedaan Jenis BahanAlat Destilasi Air Laut TerhadapJumlah Air yang dihasilkan.Undergraduate thesis, DiponegoroUniversity, file:///E:/Download/Perbedaan%20jenis%20bahan%20undip.htm, 1,Juni 2010, 1992 ,

[18] Nita C.V., Sudjito, Usaha-usaha UntukMeningkatkan Efisiensi danProduktivitas Solar Still, JurnalPublikasi Ilmiah Program PascasarjanaUniversitas Brawijaya Malang, 2004,

[19] Safitri, Mifta Ardianti. PenelitianKualitas dan Kuantitas Air Destilat


KE-43

dengan Pengembangan Multiple TraysTilted Still (Studi: PenambahanKolektor Kain Hitam). Tugas AkhirProgram Sarjana Teknik LingkunganITB, 2011.

[20] Sudjito, Penelitian Penyerap RadiasiMatahari Untuk Peralatan Distilasi AirLaut Jenis Solar Still, Jurnal Ilmu-ilmuTeknik Universitas Brawijaya, Vol 14,No.2, 2002, pp 147-153, ,

[21] Sugeng Abdullah, 2005, PemanfaatanDistilator Tenaga Surya (Solar Energy)Untuk Memproduksi Air Laut. ProgramStudi Ilmu Lingkungan PascasarjanaUniversitas Gadjah Mada, Yogyakarta[22] Taufik Akhirudin , Desain AlatDestilasi Air Laut Berbasis TenagaSurya Sebagai Alternatif Penyedian AirBersih, file://E:/Download/desain-alat-destilasi-air-laut-berbasis.html,27 Mei 2010, 2007,

[23] Yuan, G., Wang, Z., Li, H., dan Li, X.Experimental Study of A SolarDesalination System Based onHumidification-DehumidificationProcess. Desalination 277, 2011 pp 92-98. [24] Yilmaz, Ibrahim Halil danSoylemez, Mehmet Sait.. Design andComputer Simulation on Multi-EffectEvaporation Seawater DesalinationSystem Using Hybrid RenewableEnergy Sources in Turkey. Desalination291 2012 pp 23-40. 2012

Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin …eprints.ulm.ac.id/623/1/KE-43.pdf · PIPA...

Documents

Transcript of Proceeding Seminar Nasional Tahunan Teknik Mesin …eprints.ulm.ac.id/623/1/KE-43.pdf · PIPA...